L'archivio è attualmente distinto in due serie: Processi per reati comuni e Processi politici. La documentazione anteriore al 1832 che si conserva nella serie Processi politici riguarda processi svoltisi a Roma o nelle province dinanzi a commissioni straordinarie. Tale documentazione fu accentrata a Roma in un secondo momento, molto probabilmente il 6 aprile 1850  [Stato degli inquisiti... cit. in bibl., pp. VIII-IX]  e fu conservata nell'archivio del tribunale perché ne costituiva il logico precedente. Al momento del versamento in AS Roma la parte dell'archivio anteriore al 1849 era disordinatissima e quella posteriore a tale data, sebbene in perfetto ordine, era mancante di oltre cento fascicoli processuali (anteriori al 1859) che erano stati distrutti per ordine del pontefice dall'avv. Collemassi, assessore di polizia. Inoltre, poco prima del 20 settembre 1970, eguale sorte avevano subito, per ordine della segreteria di Stato, i fascicoli relativi agli avvenimenti del 1867. Il 7 giugno 1883 furono acquistati 25 volumi di processi politici dall'anno 1835 in poi. Nel 1901 furono egualmente acquistati presso l'antiquario Marzio Politi 60 processi manoscritti e a stampa degli anni 1821-1831 relativi ai rivoluzionari delle Marche e delle Romagne provenienti dallo studio del giudice Filippo Invernizzi ed altre carte di minor conto. In mancanza di un elenco del suddetto materiale non è possibile stabilirne l'esatta collocazione nell'archivio. Infine tre volumi, relativi al processo Fausti-Venanzi portati a Napoli nel 1863 dal comitato nazionale per fare propaganda contro lo Stato pontificio, furono consegnati nel giugno 1884 alla commissione romana incaricata di raccogliere i documenti del risorgimento nazionale da inviare all'esposizione di Torino. Il 12 giugno 1885 Adriano Bompiani, membro della commissione, li versò all'AS Roma. Infine, molti fascicoli estratti dall'archivio nelle occasioni più disparate e che non fu più possibile riarchiviare sono confluiti nella Miscellanea di carte politiche e riservate, che segue. Documentazione del tribunale si trova anche nella Congregazione della sacra Consulta .